置于调整臂2-2与主动臂3-2的连接处；通过计算模块(图中未标出)根据计算得到的光学靶镜之间的姿态映射关系及每个机械臂的手术器械臂与该机械臂上的光学靶镜之间的姿态映射关系，计算出所有手术器械臂之间的姿态映射关系。具体的，光学跟踪仪7测量所有光学靶镜的位置和欧拉角，即获得以光学跟踪仪7为坐标原点的坐标系中所有光学靶镜6-1、6-1’、6-1”、6-2的坐标值，计算模块根据上述坐标值，计算光学靶镜6-2(即基点光学革E镜)与其他光学革E镜6-1、6-1’、6-1”之间的姿态映射关系。根据机械臂上革E镜所处的位置与机械臂远端的手术器械臂之间的连接方式，(本实施例中为光学靶镜6-1、6-1’、6-1”所处的主动臂3-1、3-1’、3-1”，主动臂3-2末端与手术器械臂4-1、4-1’、4-1”和手术器械臂4-2的连接关系)，以及运动学方程，计算模块计算得到手术器械臂与对应的机械臂上的光学革E镜之间的姿态映射关系，例如手术器械臂4-1对应光学革E镜6-1，手术器械臂4-2对应光学靶镜6-2之间的姿态映射关系。进一步，计算模块根据上述的姿态映射关系，经过计算得到光学靶镜6-2对应的手术器械臂4-2与其他手术器械臂(例如手术器械臂4-1、4-1’、4-1”)的姿态映射关系。
[0055]为了较好的理解如何基于本发明的手术机器人调整系统获得手术器械臂之间的姿态映射关系的。具体请参考图2a，为图2所示调整系统的标有笛卡尔坐标系的示意图；基于图2a所示的笛卡尔坐标系最终可以获得手术器械臂4-1远端坐标系{T}在手术器械臂4-2远端坐标系{E}下的姿态映射关系，这里记为eRt。
[0056]具体分析及计算获得ERT的过程如下，图2a中展示了手术机器人任意两条机械臂坐标系之间的转换关系。其中，连接在底座1上的两条调整臂(图中标号为2-1、2-2)的基座坐标系分别设定为{H}和{B}，一光学测量仪设置在调整臂2-1和调整臂2-2的远端，三自由度调整臂2-1末端坐标系设定为{K}，三自由度调整臂2-2末端坐标系设定为{M}，手术器械臂4-1 (本实施例中标号为4-1、4-1’、4-1”的手术器械臂的类型为工具臂)远端坐标系设定为IT}，手术器械臂4-2(本实施例中标号为4-2的手术器械臂的类型为内窥镜臂)远端坐标系设定为{M}以及光学跟踪仪主机端坐标系设定为{C}。
[0057]基于上述已经建立的笛卡尔坐标系，本发明所述的调整系统如下具体操作:
[0058]一、根据手术情况调整好机器人调整臂和光学跟踪仪的位置。
[0059]二、使用光学跟踪仪测量出手术器械臂4-1所在机械臂上安装的光学靶镜6-1相对于光学测量仪坐标系{C}的姿态，以及手术器械臂4-2所在机械臂上安装的光学靶镜6-1相对与光学测量仪坐标系{C}的姿态，并得到光学革E镜6-1坐标系{K}和光学革E镜6-2坐标系{M}的姿态映射变换关系。
[0060]三、在手术过程中为医生远程操作手术器械，因此医生需要了解手术器械臂4-1远端坐标系在手术器械臂4-2远端坐标系下的映射。其求解关系由光学革E镜6-1和光学革巴镜6-2之间坐标系转换和运动学关系求解而得的坐标系转换关系组成。具体而言，由运动学方程求解出手术器械臂4-1远端坐标系{T}在光学革E1镜6-1坐标系{K}下的映射、光学革巴镜6-1坐标系{K}在光学革E1镜6-2坐标系{M}下的映射和光学革E1镜6-2 (即基点光学革巴镜)坐标系{M}在手术器械臂4-2 (本实施例中标号为4-2的手术器械臂的类型为内窥镜臂)远端坐标系{E}下的映射之间的转换关系就能得到手术器械臂4-1远端坐标系在手术器械臂4-2坐标系下的映射。
[0061]具体映射转换关系求解如下:
[0062]1)由运动学方程可以得出调整臂2-1末端坐标系{K}(相当于该机械臂上的光学靶镜6-1的坐标系)在工具臂4-1远端坐标系{T}下的描述，记为TRK;
[0063]2)在调整调整臂2-1位姿变化时，调整臂2-1末端坐标系{K}相对于光学跟踪仪坐标系{c}的变化关系可以根据光学跟踪仪测量原理求出，记为eRK;
[0064]3)在调整调整臂2-2位姿变化时，调整臂2-2末端坐标系{M}(相当于该机械臂上的光学靶镜6-2的坐标系)相对于光学跟踪仪坐标系{C}的变化关系可以根据光学跟踪仪测量原理求出，记为欠；
[0065]4)由运动学方程可以得出调整臂2-2末端坐标系{M}在内窥镜臂4_2远端坐标系{E}下的描述，记为eRm。
[0066]最后通过坐标系转换关系可得，所求得的手术器械臂4-1远端坐标系{T}在内窥镜臂4-2远端坐标系{E}的旋转变换ERT为:
[0067]eRt= eRm*(cRm)吨我)1
[0068]在一些实施例中，所述的运动学方程表达式如下:
[0069]CnRx= Rz (η Θ *RZ (η Θ 2) *RZ (n Θ 3)...Rz (n Θ J
[0070]式中，n代表机械臂的序号，m代表机械臂的关节序号，C代表当前机械臂上光学靶镜的坐标系，X代表当前机械臂上的手术器械臂的坐标系，&RX代表η号机械臂的手术器械臂的坐标系在η号机械臂上的光学革Ε镜坐标系的姿态映射关系，Rz (η Θ m)代表n号机械臂的第m个关节的旋转算子，其中，η多1，m多1。
[0071]传统的调整方法为通过机械臂上的关节传感器得到手术器械臂4-1远端坐标系{T}在机械臂坐标系{H}下的映射，内窥镜臂4-2远端坐标系{E}在机械臂坐标系{B}下的映射，并根据已知的机械臂坐标系{H}与机械臂坐标系{B}的映射，最终得到手术器械臂4-1远端坐标系{T}在内窥镜臂4-2远端坐标系{E}的映射。显然，结合图2a的手术机器人调整臂坐标系之间的映射关系，本发明明显减少了三个坐标系的映射转换，即调整臂2-1远端坐标系{K}在其基座坐标系{H}下的映射、调整臂2-1基座坐标系{H}在调整臂2-2基座坐标系{B}下的映射、以及调整臂2-2基座坐标系{B}在调整臂2-2远端坐标系{M}下的映射，在一定程度上减少了计算量，从而提高了手术机器人的响应频率；此外，由于光学靶镜与底座1之间的机械臂的关节上无需设置关节传感器，也就是光学靶镜相当于替换了光学靶镜与底座1之间的机械臂的关节上的关节传感器，完成实时跟踪两个调整臂之间的相对位置和姿态的目的，降低了计算时由于多个关节的串联计算，关节传感器存在的测量误差的累积对整条机械臂的定位精度的造成的影响，特别对于自由度较大的串联机械臂，从而能够使微创外科手术机器人任意两个机械臂或者多台病人端手术机器人之间能够实现精确地位姿控制。
[0072]实施例二
[0073]请参考图3，其为本发明实施例二中光学靶镜设置于主动臂上时，手术机器人调整系统的结构示意图。结合图3和图2对比分析可知，图3与图2的区别在于四个光学靶镜在机械臂上设置的具体位置，图2中四个光学靶镜均设置于调整臂的末端，而图3中四个光学靶镜均设置于主动臂上，因此采用图3所示的手术机器人调整系统时所需的传感器的数量会有所减少，降低了物力的消耗，降低了成本，并提高了机械臂的定位精度。具体的，如图3所示，光学靶镜6-2设置在主动臂3-2第一节点与第二节点之间的臂上，光学靶镜6-1设置在主动臂3-1的第一节点与第二节点之间的臂上，对于光学靶镜具体设置在主动臂上的哪个位置上，这里不做限定，只要四个光学靶镜均设置于主动臂上即可。由于光学靶镜的设置在主动臂上，使得光学靶镜与底座1之间的机械臂的关节上无需采用关节传感器测量，即可达到实时跟踪两个调整臂之间的相对位置和姿态的目的，避免了采用现有方式时，在光学靶镜与底座1之间的机械臂的每个关节上均需要设置关节传感器测量定位是，多个关节的串联计算会导致误差的累积会，最终对整条机械臂的定位精度造成的影响，使得微创外科手术机器人任意两个机械臂或者多台病人端手术机器人之间能够实现精确地位姿控制。
[0074]为了较好的理解如何基于本发明的手术机器人调整系统计算获得手术器械臂之间的姿态映射关系的。具体请参考图3a，其是图3所示的调整系统的标有笛卡尔坐标系的示意图